Проект лесосушильного цеха с камерами типа ЛС2-2

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Декабря 2013 в 22:57, курсовая работа

Описание работы

Таким образом, основным технологическим целям сушки древесины относятся:
- Выбор и обоснование режимов сушки и влаготеплообработки.
- Определение количества камер, необходимых для проведения сушки и вспомогательного оборудования.
- Раззработка плана сушильного цеха.
- Определение продолжительности сушки и производительности сушильной камеры.
- Определение затрат тепловой энергии.
- Определение расхода теплоносителя.
- Выбор калориферов.
- Разработка технологического процесса.

Содержание работы

Введение
1 Устройство и принцип действия оборудования
1.1 Устройство и принцип действия сушильной камеры
1.2 Устройство и принцип действия вспомогательного оборудования
2 Выбор и обоснования режимов сушки и влаготеплообработки
2.1 Выбор режимов сушки
2.2 Выбор режимов начального прогрева и влаготеплообработки
3 Технологический расчёт
3.1 Расчёт продолжительности цикла сушки
3.2 Расчёт количества сушильных камер
3.3 Расчёт количества подштабельных мест
3.4 Разработка плана сушильного цеха
4 Тепловой расчёт
4.1 Определение массы испаряемой влаги
4.2 Определение параметров агента сушки
4.3 Определение расходов теплоты на сушку
4.4 Расход теплоты на испарение
4.5 Расчет тепловых потерь через ограждения
4.6 Определение расхода теплоносителя
5 Описание технологического процесса
5.1 План сушильного цеха
5.2 Организация технологического процесса
5.3 Контроль технологического процесса
Заключение
Список используемой литературы

Файлы: 1 файл

Курсовая Сушка и защита древесины (Стаселько).doc

— 2.09 Мб (Скачать файл)

τсуш – продолжительность сушки расчетного материала.

Продолжительность сушки расчетного материала определяется по формуле:

 

τсуш = τ – (τн.п. + τквто), ч (4.3)

τсуш = 104,2 – (6 + 3) = 95,2ч

Мр = = 0,06 кг/с

 

4.2 Определение параметров агента сушки

 

Наиболее точно  тепловой расчет может быть выполнен, если вести его последовательно по всем трем ступеням режима камер периодического действия. Однако это усложняет расчеты. Поэтому обычно ведут расчет по II ступени т.к. по большинству показателей получаются более надежные расчеты.

Агентом сушки  является влажный воздух. Принимаем t1 и φ1 по второй ступени режима сушки расчётного материала (по таблице 2.2). Остальные параметры агента сушки на входе в штабель определяются по следующим формулам:

- парциальное  давление пара:

                                                     Pn1=Pн1×φ1, Па                                                    (4.4)

 

где    Pн1 – давление насыщенного пара при температуре t1, Па;

φ1  - степень насыщенности.

Pn1= 49000×0,64 =31360 , Па

d1- влагосодержание, г/кг сухого воздуха, определяется по формуле:

 

d1 = 622 х , г/кг, (4.5)

 

 где    Pn1 – парциальное давление, Па;

Pa – атмосферное давление принимается равным 105 Па.

d1 = 622 х = 284,2 г/кг

- теплосодержание J1, кДж/кг, определяется по формуле:

 

             J1=1,0t1 +0,001d1 (1,93 t1 +2490) кДж/кг                                (4.6)

 

J1=1,0 × 80 + 0,001×284,2 × (1,93 × 80 + 2490) = 831,5 кДж/кг

- удельный объем Vпр1, м3/кг, определяется по формуле:

 

              Vпр1=4,62×10-6 (273+t1)(622+d1) м3/кг                                  (4.7)

 

Vпр1=4,62×10-6 × (273+80) × (622+284,2) = 1,5 м3/кг

- плотность  воздуха ρ1, определяется по формуле:

 

                                                ρ1= , кг/м3                                           (4.8)

ρ1 = = 0,87 кг/м3

Значения параметров агента сушки на входе в штабель  приведены в    таблице 4.1.

 

Таблица 3.1 - Параметры агента сушки на входе в штабель

Наименование

Обозначение

Единицаизмерения

Значения

Температура

t1

0C

80

Степень насыщенности

φ1

-

0,64

Влагосодержание

d1

г/кг

284,2

Теплосодержание

J1

кДж/кг

831,5

Парциальное давление пара

Pn1

Па

31360

Плотность

ρ1

кг/м3

0,87

Удельный объем

V1

м3/кг

1,5


 

Определение параметров агента сушки на выходе из штабеля  определяется последующим формулам:

- влагосодержание d2, определяется по формуле:

 

d2 = d1+ , г/кг, (4.9)

 

где   d1 – определено по формуле 4.5, г/кг;

Vпр1 – определено по формуле 4.6;

Мр- определено по формуле 4.2;

Vшт - объем циркулирующего агента сушки, м3/с;

Объем циркулирующего агента сушки в единицу времени в штабеле определяется по формуле:

 

                        Vшт= n ×Vмат×Fж.шт.3/кг,                                           (4.10)  

 

где n – количество штабелей в плоскости, перпендикулярной направлению потока воздуха (для камеры ЛС-2-2  принимаем 2 штабеля);

Vмат – скорость циркуляции по материалу, соответствующая той, которая была принята при определении продолжительности сушки в технологическом расчете. Vмат = 3,0м/с;

Fж.шт – площадь живого сечения штабеля (свободная для прохода агента сушки), м2.

 

Fж.с. = l ×h × (1 – βв × βд), м2,  (4.11)

 

где   l, h – длинна и высота штабеля, м;

βв, βд – коэффициенты заполнения штабеля по высоте и длине (были определены в технологическом расчёте).

 

Fж.с. =6,5×3,0×(1-0,62×1)= 7,41 м2

 

Vшт= 2 х 3,0 х 7,41 = 44,5 м3

 

Параметры агента сушки на выходе из штабеля.

Влагосодержание агента сушки на выходе из штабеля определяют по формуле:

d2 = 368 + = 370 г/кг

Температура сушильного агента на выходе из штабеля, определяется по формуле:

 

t2 = t1 - , оС,  (4.12)

 

t2 = 80 – = 63оС

Теплосодержание J2, кДж/кг, принимается равным J1, т.к на протяжении сушки данный показатель не изменяется.

Удельный объем Vпр2, м3/кг, определяется по формуле:

 

                               Vпр2=4,62×10-6 (273+t2)(622+d2) м3/кг                                  (4.13)

 

Vпр2=4,62×10-6 × (273+63) × (622+370) = 1,54 м3/кг

Плотность воздуха  ρ1, определяется по формуле:

 

ρ2= ,кг/м(4.14)

 

ρ2 = = 0,89кг/м3

Парциальное давление на выходе из штабеля, определяется по формуле:

 

                               Рn2 = , Па                                                 (4.15)

 

Рn2 = = 37298 Па;

                                     φ2 = 31360/37298 = 0,84

Значения параметров агента сушки на выходе из штабеля приведены в таблице 4.2.

 

 

 

 

Таблица 4.2 - Параметры агента сушки на выходе из штабеля

Наименование

Обозначение

Единицаизмерения

Значения

Температура

t2

0C

63

Степень насыщенности

φ2

-

0,84

Влагосодержание

d2

г/кг

370

Теплосодержание

J2

кДж/кг

831,5

Парциальное давление пара

Pn2

Па

37298

Плотность

ρ2

кг/м3

0,89

Удельный объем

Vпр2

м3/кг

1,54


 

4.3 Определение  расхода теплоты на сушку

 

Расход тепла  на сушку складывается из затрат тепла  на прогрев материала, испарения  влаги из него и на тепловые потери через ограждение камеры.

Расходы тепла на прогрев 1 м3 древесины для зимних и среднегодовых условий определяется по формуле:

                              qпр.1м3 зим = qпр.1 кг. зим. × p, кДж/м3                                   (4.16)

 

где qпр.1кг зим – затраты тепла на прогрев 1 кг влажной древесины в зимних условиях, кДж/м3; Определяется по диаграмме рис. 3 приложения, как сумма абсолютных теплосодержаний древесины заданной начальной влажности при нагреве от температуры tрасч.зим  до температуры tпр. Температуру tрасч.зим  определяю по таблице 32 приложения. Температуру tпр определяю по таблице 38 приложения в зависимости от толщины и категории режима сушки материала.

p– плотность древесины расчётного материала при заданной начальной влажности, кг/м3. (определяю по диаграмме рис. 4 приложения).

qпр.1м3 зим = 400 × 580 = 232000 кДж/м3

qпр.1м3 ср = 290 × 580 = 168200 кДж/м3

 

Расход тепла  на начальный прогрев 1 м3 древесины qпр.1м3, для зимних и среднегодовых условий определяется по формуле:

 

Qпр= , кВт,  (4.17)

где Г – габаритный объем штабелей, м3 (определён по формуле 3.12 в технологическом расчёте);

βф – объемный коэффициент заполнения штабеля расчетным материалом;τпр - продолжительность начального прогрева древесины, ч.

τпр – продолжительность начального прогрева для расчетного материала,ч.

 

Для зимних условий:

Qпр = = 784,16 кВт

Для среднегодовых:

Qпр = = 567,7 кВт

 

Удельный расход теплоты при начальном прогреве, отнесенный к 1 кг испаряемой влаги qуд, кДж/кг определяется по формуле:

 

qпр = , кДж/кг   (4.18)

 

Для зимних условий:

qпр1 = = 1193,4 кДж/кг

Для среднегодовых:

qпр2 = = 864,2 кДж/кг

4.4 Расход теплоты на испарение

 

Удельный расход теплоты на испарение влаги в  сушилках, где в качестве агента сушки используется воздух, qисп, кДж/кг:

 

qисп=1000× - Св × tм, кДж/кг  (4.20)

 

где  J2, J0 – соответственно теплосодержание воздуха на выходе из штабеля и свежего воздуха, кДж/кг J2 = 831,5  кДж/кг, J0 = 46 кДж/кг (при поступлении в камеру воздуха из коридора управления);

d2, d0 – влагосодержание воздуха на выходе из штабеля и свежего воздуха, г/кг; d2 = 370 г/кг, d0 = 10 г/кг;

Св – удельная теплоемкость воды, Св= 4,19 кДж/(кг×0C);

tм   –   температура    нагретой   влаги    в    древесине   принимается равной температуре мокрого термометра tм для режима сушки расчетного материала, tм = 60ºС .

Для зимних условий:

qисп=1000× - 4,19 × 60 = 1930,5 кДж/кг

Для среднегодовых  условий:

qисп=1000× - 4,19 × 60 = 2008,3 кДж/кг

Расход теплоты  в единицу времени на испарение  влаги для зимних и среднегодовых  условий расcчитываю по формуле:

 

Qисп= qисп× Мр  (4.21)

 

Qисп= 1930,5 × 0,06 = 115,8 кВт,

Qисп= 2008,3 × 0,06= 120,5 кВт.

4.5 Расчет  тепловых потерь через ограждения

 

Тепловые потери через ограждения сушильной камеры в единицу времени Qогр, кВт, определяют по формуле:

 

Qогр = ∑Fi × Kтi × (tс – t0) ×С × 10-3, кВт,  (4.22)

 

где  Fi – площадь ограждений определенного вида (стен, пола, дверей и т.д.), м2;

Kтi – коэффициент теплопередачи соответствующего вида ограждений, Вт/(м2×0C);

tс – температура среды в камере. Определяется как среднее значение температуры на входе и выходе из штабелей, 0C;

t0 – температура наружного по отношению к камере воздуха, 0C

 

tс = , 0C,  (4.23)

 

где t1 – температура сушильного агента на входе в штабель, 0C;

t2 – температура сушильного агента на выходе из штабеля, 0C;

tс = = 71,50C

Для боковой  стены:

Qзогр = 46,2 × 0,27 × (71,5– 20) ×2 × 10-3 = 3,85 кВт;

Qсрогр = 46,2 × 0,27 × (71,5 – 20) × 2 × 10-3 = 3,85 кВт

Для торцевой стены  со стороны дверей:

Qзогр = 10,2 × 0,27 × (71,5 – 20) × 2 × 10-3 = 0,85 кВт;

Qсрогр = 10,2 × 0,27 × (71,5 – 20) × 2 × 10-3 = 0,85 кВт

Для торцевой стены  со стороны коридора управления:

Qзогр = 25,4× 2,27 × (71,5 – 20) × 2 × 10-3 = 17,8 кВт;

Qсрогр = 25,4 × 2,27 × (71,5 – 20) × 2 × 10-3 = 17,8 кВт

 

Для двери:

Qзогр = 15,3 × 0,4 × (71,5 – 20) × 2 × 10-3 = 1,9 кВт;

Qсрогр = 15,3 × 0,4 × (71,5 – 20) × 2  × 10-3 = 1,9 кВт

Для потолка (верхняя  секция):

Qзогр = 95,3 × 0,27 × (71,5 – 20) × 2 × 10-3 = 7,9 кВт;

Qсрогр = 95,3 × 0,27 × (71,5  – 20) × 2 × 10-3 = 7,9 кВт

Для пола:

Qзогр = 76,8 × 0,135 × (71,5 – 2) × 2 × 10-3 = 4,3 кВт;

Qсрогр = 76,8× 0,135 × (71,5 – 10) × 2 × 10-3 = 3,8 кВт

 

Суммарные тепловые потери через ограждения сушильной камеры составляют:

 

                                                    Qзогр = ∑Qзогр, кВт                                             (4.24)

 

Qзогр = 3,85 + 0,85 + 17,8 + 1,9 + 7,9 + 4,3= 36,6  кВт;

Qсрогр = 3,85 + 0,85 + 17,8 + 1,9 + 7,9 + 3,8= 36,1 кВт

 

                                    qзогр = , кДж/кг                                         (4.25)

 

qзогр = = 915 кДж/кг;

qсрогр = = 902,5 кДж/кг

 

                                   qз1огр = qзогр × М1м3, кДж/кг                      (4.26)

 

qз1огр = 915 × 194,4 = 177876 кДж/м3;

qср1огр = 902,5 × 194,4 = 175446 кДж/м3

 

qсуш. з = (qпр + qисп + qзогр) × C1, кДж/кг (4.27)

qзсуш. = (1193,4 + 1930,5 + 915) × 1,2 =4846,7  кДж/кг;

qсрсуш = (864,2 + 2008,3 + 902,5) × 1,2 = 4530  кДж/кг

 

 

4.6 Определение расхода теплоносителя

 

Определяю часовую  и годовую потребность цеха в  паре

Максимальный  расход пара в секунду в период прогрева и сушки определяется по формуле:

 

                                    М1пр. = , кг/ч,                     (4.28)

 

                                      М1суш. = , кг/ч,                  (4.29)

Информация о работе Проект лесосушильного цеха с камерами типа ЛС2-2